Gli scienziati hanno cercato di svelare i misteri del perché la memoria diminuisce con l’età per decenni. Ora hanno scoperto un possibile rimedio: il liquido cerebrospinale dei cervelli più giovani.
Il liquido cerebrospinale (CSF) di topi giovani può migliorare la funzione della memoria nei topi più anziani, riferiscono i ricercatori su un articolo pubblicato su Nature. Un’infusione cerebrale diretta di liquido cerebrospinale giovane probabilmente migliora la conduttività dei neuroni nei topi che invecchiano, il che migliora il processo di creazione e richiamo dei ricordi. Il team di studio suggerisce inoltre che i miglioramenti sono in gran parte dovuti a una specifica proteina nel fluido.
“Questo è super eccitante dal punto di vista della scienza di base, ma anche guardando alle applicazioni terapeutiche”, afferma Maria Lehtinen, neurobiologa al Boston Children’s Hospital nel Massachusetts.
Il liquido cerebrospinale è la versione del plasma del sistema nervoso centrale: una zuppa di ioni e sostanze nutritive essenziali che attutisce il cervello e il midollo spinale ed è essenziale per il normale sviluppo cerebrale. I medici lo usano spesso come indicatore della salute del cervello e come biomarcatore di malattie neurologiche. Ma quando i mammiferi invecchiano, il liquido cerebrospinale perde parte del suo impatto.
Questi cambiamenti potrebbero influenzare le cellule legate alla memoria, afferma il coautore Tal Iram, neuroscienziato della Stanford University in California. “Potremmo fare qualcosa al riguardo riesponendo queste cellule al liquido cerebrospinale più giovane?” lei chiede. “Questa era la domanda generale”.
Memoria di prova
Il primo passo per Iram e il suo team è stato quello di offrire ai topi anziani un’esperienza che avrebbero ricordato. Il team ha somministrato a topi di 20 mesi tre piccole scosse elettriche sul piede in tandem con diversi lampi di luce e suono, per creare un’associazione tra le luci e la scossa. I ricercatori hanno quindi infuso il cervello di un gruppo di 8 topi con CSF di topi di 10 settimane, mentre a un gruppo di controllo di 10 topi è stato somministrato CSF artificiale.
Dopo tre settimane i topi hanno affrontato gli stessi suoni e le stesse luci, ma questa volta senza uno shock, ricreando il contesto della paura senza l’effettiva azione che induce la paura. I topi che hanno ricevuto il liquido cerebrospinale giovane hanno ricordato lo shock e si sono congelati per la paura quasi il 40% delle volte, ma ciò è accaduto solo nel 18% circa dei topi a cui è stato somministrato il liquido cerebrospinale artificiale.
I risultati suggeriscono che il liquido cerebrospinale giovane può ripristinare alcuni cali delle capacità cerebrali legate all’invecchiamento. “L’implicazione più ampia è che il cervello è ancora malleabile e ci sono modi per migliorarne la funzione”, afferma il coautore Tony Wyss-Coray, neuroscienziato a Stanford. “Non è tutto perduto.”
Il lavoro sul liquido cerebrospinale si ispira al lavoro passato di Wyss-Coray che mostra che il plasma di topi giovani potrebbe ripristinare la funzione della memoria nei roditori più anziani. Una start-up co-fondata da Wyss-Coray, Alkahest a San Carlos, California, ha condotto piccoli studi suggerendo alcuni benefici cognitivi nei topi e nelle persone con demenza dati i prodotti derivati dal plasma dell’azienda. Altri gruppi stanno esplorando metodi diversi per utilizzare il plasma giovane, ma il campo è ancora agli inizi.
Il cablaggio del cervello
L’ippocampo è il centro di controllo della memoria del cervello: è responsabile della creazione, conservazione e richiamo dei ricordi. Il team ha quindi esaminato questa struttura a forma di cavalluccio marino per comprendere meglio come il liquido cerebrospinale giovane potrebbe migliorare la funzione di memoria dei topi che invecchiano. I ricercatori hanno scoperto che la struttura sovraregolava i geni correlati a una cellula chiamata oligodendrocita. Gli oligodendrociti producono la guaina mielinica attorno alle code dei neuroni, essenzialmente “il rivestimento di plastica sui fili del cervello”, afferma Wyss-Coray. E come l’isolamento del filo, quella guaina aiuta con la conduttività. In particolare, il liquido cerebrospinale aiuta a generare più oligodendrociti allo stadio iniziale noti come cellule progenitrici degli oligodendrociti. La generazione di più cellule che isolano le connessioni nervose aiuta a mantenere la funzione cerebrale, aggiunge Wyss-Coray.
I ricercatori hanno anche isolato una proteina dal cocktail di liquido cerebrospinale che un’altra analisi aveva suggerito fosse un candidato convincente per migliorare la memoria: il fattore di crescita dei fibroblasti 17 (Fgf17). L’infusione di Fgf17 ha avuto un effetto di ripristino della memoria simile all’infusione di liquido cerebrospinale. Inoltre, somministrare ai topi un anticorpo che bloccava la funzione di Fgf17 ha compromesso la capacità di memoria dei roditori. Wyss-Coray e Iram hanno richiesto un brevetto sulle loro scoperte intorno a Fgf17.
Tecniche complicate
Ci è voluto più di un anno perché Iram perfezionasse il processo di raccolta del liquido cerebrospinale e di infusione in un altro cervello. La raccolta è estremamente impegnativa, dice, e deve essere eseguita con precisione. Qualsiasi contaminazione del sangue rovinerà il fluido. La pressione nel cervello è un equilibrio delicato, quindi l’infusione deve essere lenta e in una posizione specifica all’interno del cervello: il ventricolo cerebrale. La delicata procedura potrebbe presentare sfide per l’uso nelle persone, afferma Julie Andersen, che studia l’Alzheimer e il morbo di Parkinson al Buck Institute for Research on Aging di Novato, in California.
“Si tratta di esperimenti davvero laboriosi ed estremamente impegnativi. Hanno fatto un sacco di lavoro davvero bello qui”, aggiunge Lehtinen, che ha scritto un articolo di accompagnamento su News & Views su Nature.
Fgf17 e CSF sembrano essere elisir promettenti per la salute del cervello, ma studiare i modi in cui il CSF interagisce con gli oligodendrociti e come queste cellule sono coinvolte nella memoria sarà importante per migliorare la nostra comprensione dell’invecchiamento cerebrale, affermano Iram e Wyss-Coray.
Ci sono probabilmente altri fattori nel liquido cerebrospinale oltre a Fgf17 che influenzano la funzione cognitiva, affermano Andersen e Lehtinen.
Sebbene l’estrazione del liquido cerebrospinale dal corpo sia difficile, Lehtinen osserva che non c’è carenza di liquido nella popolazione dei pazienti. “Possiamo davvero iniziare a immaginare modi diversi per sviluppare nuovi trattamenti e terapie”.
